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克劳修斯熵在多时间尺度储能配置问题上的应用

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热力发电 2024年第9期 92-99页

作者：孙振新李海昭张秩鸣马俯波蒋丛进张超群国家能源集团新能源技术研究院有限公司

“功率熵”能够定量反映多尺度储能配置的特性差异。采用2种正弦功率曲线合成的功率曲线，重点研究了调频、调峰以及跨季节调节等储能应用主要场景的熵值差异和特性。结果显示：功率熵能够有效体现不同时间尺度储能特性的差异；调频、调... 详细信息

“功率熵”能够定量反映多尺度储能配置的特性差异。采用2种正弦功率曲线合成的功率曲线，重点研究了调频、调峰以及跨季节调节等储能应用主要场景的熵值差异和特性。结果显示：功率熵能够有效体现不同时间尺度储能特性的差异；调频、调峰2种调节类型宜采用2套储能组合配置；对于频率和幅值差异在2倍以内的2种调节类型，则宜采用1套储能配置整体调节。该研究从理论方面探索了多时间尺度储能配置的方法和依据，揭示了多时间尺度问题的本质差异，有助于形成科学的最优储能配置、调度和优化方案。

关键词：储能技术配置优化功率熵多时间尺度

来源：博看期刊

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基于熵理论的能量调节性能研究

储能科学与技术 2024年第5期13卷 1584-1591页

作者：孙振新张秩鸣马俯波蒋丛进杜昊易陈换军张玉魁国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102211

在高比例风、光接入背景下,电力系统面临日益突出的能量调节压力。当下,储能作为构建新型电力系统的重要支撑面临配置成本高,利用率不足等问题。本工作基于克劳修斯熵理论,构建出一种可用于量化及评价能源系统能量-时间解耦能力的物理... 详细信息

在高比例风、光接入背景下,电力系统面临日益突出的能量调节压力。当下,储能作为构建新型电力系统的重要支撑面临配置成本高,利用率不足等问题。本工作基于克劳修斯熵理论,构建出一种可用于量化及评价能源系统能量-时间解耦能力的物理量——功率熵,系统研究了功率熵与功率、时长、容量等储能配置关键决策变量间的内在关系,发现功率熵与多种关键决策变量间具有一致的正相关关系,可用于衡量储能综合调节性能,同时功率熵还兼具体现储能功率时序特征的功能。基于功率熵所展现的特性,本工作建立了基于功率熵的电力系统储能配置优化分析方法,并通过模拟案例分析对功率熵在储能配置优化中的作用进行了验证。结果显示,在不同的储能配置下,系统功率熵增不同,系统优化方向是由储能引入系统的功率熵增逐渐减小的方向,也即储能调节性能冗余逐渐减少的方向。功率熵的概念为未来电力系统的储能配置优化,乃至综合能源系统内部多种能源形式的配置优化提供了一种新思路。

关键词：储能技术优化配置克劳修斯熵功率熵

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碱性固废CO矿化利用技术工程应用进展

洁净煤技术 2024年

作者：郑旭帆黄艳徐冬杨亚利余学海王亮刘永平李建新赵瑞国家能源集团新能源技术研究院有限公司国能锦界能源有限责任公司

随着全球碳排放问题日益严重，CO2矿化技术成为应对气候变化的有效手段之一。首先提出了碳排放和气候变化的背景，指出CO2矿化技术在工业体系碳排放问题中的重要性。随后，介绍了CO2矿化技术的基本原理，包括控制CO2吸收速率的三个主要... 详细信息

随着全球碳排放问题日益严重，CO2矿化技术成为应对气候变化的有效手段之一。首先提出了碳排放和气候变化的背景，指出CO2矿化技术在工业体系碳排放问题中的重要性。随后，介绍了CO2矿化技术的基本原理，包括控制CO2吸收速率的三个主要步骤和分子扩散的四种主要阻力。接着，针对矿化技术路线，从直接法和间接法方面分别介绍技术路线目前发展现状，优缺点及技术瓶颈，直接法的优点是工艺路线简单，不需加入添加剂，缺点是矿化产品中碳酸盐和杂质分离困难，造成产品利用困难，技术瓶颈在于研发高效矿化反应器及打通产品规模化应用路线，间接法的优点是可生产纯碳酸钙产品，产品价值较高，缺点是工艺复杂，消耗浸出剂，需增加额外废水、尾气处理工序，技术瓶颈在于实现浸出剂的高效循环利用，降低浸出剂消耗，并实现无害化废水废气处理。然后介绍了技术路线对应的工程示范项目，如CO2矿化养护混凝土制砖、粉煤灰矿化、电石渣矿化等，介绍了这些项目的工艺路线等基本情况，概述了项目产能、投资和目前推进情况，并对每种技术方案进行优缺点，规模化应用前景及存在问题进行论述。最后，提出了技术路线选择的适应性分析，强调了技术成熟度、应用场景匹配度、矿化产品经济性和工艺的能耗与环保性四方面的重要因素，展望了该技术推广应用的前景与挑战。对于碱性固废CO2矿化技术的工程应用进展进行了详尽的概述，为碱性固废CO2矿化技术大规模应用推广提供借鉴。

关键词：碱性固废 CO 矿化 CO 矿化养护 CO 矿化充填

650℃时效SP2215奥氏体耐热钢管的微观组织和力学性能

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稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 501-508页

作者：靳晓坤张世超杜晋峰梁军宋建新张峥国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102209 北京航空航天大学北京100191 江苏武进不锈钢股份有限公司江苏常州213111

通过OM、SEM、TEM和显微硬度、室温冲击以及高温拉伸试验,研究了650℃时效不同时间后SP2215奥氏体耐热钢管的微观组织、力学性能及断裂机理。结果表明,固溶态SP2215钢微观组织由奥氏体,少量孪晶及未溶Nb N和Z相组成;650℃时效时Cr23C6... 详细信息

通过OM、SEM、TEM和显微硬度、室温冲击以及高温拉伸试验,研究了650℃时效不同时间后SP2215奥氏体耐热钢管的微观组织、力学性能及断裂机理。结果表明,固溶态SP2215钢微观组织由奥氏体,少量孪晶及未溶Nb N和Z相组成;650℃时效时Cr23C6优先在奥氏体晶界析出,且随时效时间延长逐渐增多、粗化并形成连续网状;球形富Cu相在奥氏体晶内析出且尺寸稳定,时效2012 h约为15 nm;SP2215钢晶内室温显微硬度在时效50 h时基本达到最大值,之后趋于稳定,这与稳定富Cu相的析出强化作用有关;SP2215钢具有明显的高温时效脆化倾向,时效2012 h室温冲击吸收功较固溶态降低约78.5%,室温冲击断裂随时效时间延长由韧性断裂向沿晶脆性断裂转变,这是由Cr23C6在奥氏体晶界析出并逐渐聚集、粗化导致的。SP2215钢在650℃,2.5×10^(-4)s^(-1)应变速率下拉伸时出现锯齿流变(Portevin-Le Chatelier, PLC)现象,锯齿类型为Type (A+B),随时效时间延长PLC逐渐“减弱”,但锯齿类型不变;随时效时间延长SP2215钢高温拉伸屈服强度基本保持稳定,抗拉强度和断面收缩率逐渐降低,高温拉伸断裂由韧性断裂向准解理脆性断裂转变。

关键词： SP2215奥氏体耐热钢时效微观组织力学性能

大型脱硝中试平台上SO_(3)的低温催化生成特性

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动力工程学报 2024年第5期44卷 810-816页

作者：李文焘肖海平洪春雪刘毅韩振兴华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102209

为研究SCR系统低温运行时SO_(3)的生成特性,在中试实验台上分析了烟气温度、SO_(2)质量浓度和喷氨量对SO_(3)催化生成特性的影响。结果表明:温度是影响SO_(3)生成率的主要因素;随着烟气温度降低,SO_(3)生成率下降;SO_(3)生成率受SO_(2)... 详细信息

为研究SCR系统低温运行时SO_(3)的生成特性,在中试实验台上分析了烟气温度、SO_(2)质量浓度和喷氨量对SO_(3)催化生成特性的影响。结果表明:温度是影响SO_(3)生成率的主要因素;随着烟气温度降低,SO_(3)生成率下降;SO_(3)生成率受SO_(2)质量浓度的影响;入口烟气SO_(2)质量浓度在700~1 150 mg/m^(3)范围内、温度低于260℃时,SO_(3)生成率受SO_(2)质量浓度影响很小;与未喷氨工况相比,在喷氨工况下出口SO_(3)质量浓度和SO_(3)生成率均下降,低温腐蚀概率下降,硫酸氢铵生成概率提高;低温下SCR系统中SO_(3)生成率下降,对低温受热面的危害体现在H_(2)SO_(4)和硫酸氢铵协同作用下的低温腐蚀和堵塞方面。

关键词： SO_(2) SO_(3) 生成率低温催化

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内陆复杂风电场风速垂直外推模型研究

中国电力 2024年第5期57卷 232-239页

作者：胡锐武书洲李永华乔加飞华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071066 国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102209

陆上风能资源评估中风电机组的轮毂高度大于测风塔高度,忽略大气稳定度影响与地表粗糙度变化,风切变指数受地面地形和地貌因素的影响,且在外推到轮毂高度处时,风速难以精确预测。综合考虑了Monin Obukhov相似理论与动力学粗糙度最小二... 详细信息

陆上风能资源评估中风电机组的轮毂高度大于测风塔高度,忽略大气稳定度影响与地表粗糙度变化,风切变指数受地面地形和地貌因素的影响,且在外推到轮毂高度处时,风速难以精确预测。综合考虑了Monin Obukhov相似理论与动力学粗糙度最小二乘法计算模型,建立一种基于大气热稳定性在中性条件下的拟合方法。首先,评估了风切变指数在不同地点的空间分布和与大气稳定度变化之间的相关影响;其次,以2个不同地貌下陆上风电场的实测数据为基础,与常用的综合切变外推轮毂高度风速的计算方案相比较,结果表明:风切变指数日变化与大气稳定性日变化存在一定的相关性,新型外推风速模型计算方法能更加准确地评估目标高度风速的垂直分布变化。

关键词：风能大气稳定度风切变指数幂律公式

CO_(2)催化加氢制备C_(1)产物的反应路径与催化剂研究进展

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低碳化学与化工 2024年第3期49卷 1-8页

作者：黄艳王贵文杨龙徐冬高腾飞国能锦界能源有限责任公司陕西神木719319 国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102209

通过二氧化碳(CO_(2))催化加氢制备碳基燃料和高值化学品是一种极具应用前景的碳减排技术,但其工业化仍面临许多挑战。针对CO_(2)催化加氢制备的C_(1)产物,包括甲酸(HCOOH)、一氧化碳(CO)、甲醇(CH_(3)OH)和甲烷(CH_(4)),从反应路径、... 详细信息

通过二氧化碳(CO_(2))催化加氢制备碳基燃料和高值化学品是一种极具应用前景的碳减排技术,但其工业化仍面临许多挑战。针对CO_(2)催化加氢制备的C_(1)产物,包括甲酸(HCOOH)、一氧化碳(CO)、甲醇(CH_(3)OH)和甲烷(CH_(4)),从反应路径、催化工艺等方面综述了相关研究进展。首先,总结了CO_(2)催化加氢生成不同C_(1)产物的反应路径及其竞争关系。随后,针对CO_(2)催化加氢催化剂的改性方式,讨论了不同催化剂的催化性能。最后,对CO_(2)催化加氢催化剂的未来发展方向进行了展望。

关键词： CO_(2) C_(1)产物催化加氢反应路径催化剂

计及内环控制小信号稳定性的构网型变流器模型降维方法

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热力发电 2024年第8期53卷 38-50页

作者：刘爱国毛佳奇陈彦桥赵璐璐刘静佳希望·阿布都瓦依提国能宁东新能源有限公司宁夏银川751400 国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102211 新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830047

随着电力系统电力电子化程度加深,具有电压源特性的构网型变流器将成为未来电力系统的常规装备之一。为了准确高效地分析含构网型装备的电力系统控制运行与安全稳定特性,需对具有强非线性特性的构网型变流器进行降阶。传统的基于电流环... 详细信息

随着电力系统电力电子化程度加深,具有电压源特性的构网型变流器将成为未来电力系统的常规装备之一。为了准确高效地分析含构网型装备的电力系统控制运行与安全稳定特性,需对具有强非线性特性的构网型变流器进行降阶。传统的基于电流环、电压环简化的降阶方法构建的简化模型由于忽略了内环控制与线路耦合阻抗对装备同步稳定性的潜在影响,在部分场景下难以保证稳定性分析的准确性。基于此,在现有降阶方法的基础上,充分考虑内环控制的小信号特性与线路耦合阻抗的影响,提出了一系列改进的简化模型,并就各简化模型对频域、特征值、时域分析的适应性进行了分析。分析得出在各类场景下没有能始终保持高精度的简化模型,需要根据场景更换模型简化方法,并根据分析结果总结了变流器简化模型选择与控制参数整定的相关依据。

关键词：构网型变流器控制模型降维小信号稳定性

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大型双馈风电机组弹性支承动态特性分析

可再生能源 2024年第8期42卷 1054-1060页

作者：尹尧杰褚景春姜培学国电联合动力技术有限公司北京100039 国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102209 清华大学热能工程系北京100084

风电机组正在朝着大型化与智能化方向发展,机组载荷成倍增长,这对机组部件的动力学设计提出了更高要求。文章以风电机组齿轮箱弹性支承为研究对象,首先,采用多体动力学软件建立了风电机组整机动力学模型,并耦合风轮气动载荷计算与风电... 详细信息

风电机组正在朝着大型化与智能化方向发展,机组载荷成倍增长,这对机组部件的动力学设计提出了更高要求。文章以风电机组齿轮箱弹性支承为研究对象,首先,采用多体动力学软件建立了风电机组整机动力学模型,并耦合风轮气动载荷计算与风电机组控制程序;然后,利用搭建的风电机组整机模型计算了均匀风速下齿轮箱弹性支承的动态响应时频特性,对比分析了风切变、塔影效应以及非线性刚度对弹性支承响应的影响规律;最后,结合实际仿真计算了湍流风速工况下风电机组一个弹性支承出现损坏时的动态响应。结果表明,当弹性支承出现损坏仅能匹配50%刚度时,其响应会急剧增大,超过振动标准安全阈值4倍以上,影响风电机组整机安全稳定运行。

关键词：风电机组多体动力学非线性刚度弹性支承动态特性

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